具体实施方式

本发明的各式各样的实施例涉及一种弦乐器拾音器，所述弦乐器拾音器由多个线圈组成，所述多个线圈经布置以提供弦运动的优化侦测及弦运动至电信号的转化。

弦乐器拾音器是一种将张紧的弦的移动转换成电信号的结构。许多不同的拾音器结构及配置已被利用来定制在输出电信号中捕获弦运动及振动的方式。然而，过去用于单个拾音器的布置是静态的，且未能为用户提供定制输出电信号的选项，所述输出电信号随后被再现为可听声音，例如音乐。

虽然可将许多不同的拾音器定位在弦乐器上以提供用于生成电信号的不同可选择特性，但这种拾音器占据弦乐器上的有价值的占用面积，且由于拾音器相对于张紧弦的放置而可能具有劣化的音质。另外，将拾音器定位在乐器弦的不同区段下方可改变拾音器的声音，因为弦输出的谐波混合因拾音器相对于乐器的弦张紧桥物理定位之处而改变。通过将多个线圈并入单个线轴组合件中，用户可选择多种方式来运用单个拾音器将弦运动转化为电信号。定制线轴组合件的各种线圈的能力还可提供对从弦运动产生电信号的方式的精确或巨大改变，这可优化音乐再现，而无需外部信号处理(例如踏板、混音器或其它电路)。

因此，本公开的实施例涉及单弦乐器拾音器，其为用户提供定制通过拾音器捕捉弦运动的方式的选项。通过在单个线轴中使用多个不同的线圈，可在单个拾音器中采用多个不同的线圈结构，以提供定制的拾音器结构。选择不同拾音器线圈的能力为转化弦运动及振动的可选择的电阻抗及磁场提供重现不同声音的不同输出信号。

在图1中传达实例弦乐器100，其中主体102连接到颈部104。注意，主体102可为任何大小、形状及体积，以响应于从颈部104连续延伸的一或多根弦106的振动而提供各种声学特性。虽然弦106可与主体102中的空气体积声学共振，但各种实施例将电拾音器108定位在弦106的近端以生成电信号来表示弦106运动的声学性质。因此，各种实施例涉及在实心主体或半实心主体弦乐器(例如吉他)中利用拾音器。

拾音器108经配置以具有受弦106的移动影响的磁场，且这种磁活动被线圈转化为电信号，其中这种电信号随后被其它音频设备(例如放大器、扬声器或控制板)使用以产生声音。然而，弦乐器拾音器108的清晰度及声学精度传统上是不精确的。也就是说，所产生的磁场及其对各式各样的配置中的振动弦108的反应方式不能准确地表示声音，就好像用户亲自在倾听弦运动一样。例如，拾音器108可经构造为对相对狭窄的频率范围非常精确，但难以传达由弦106运动产生的其它频率。在另一实例中，拾音器108可具有相对高的灵敏度，其增加代表性电信号的强度，但代价是损失移动及/或振动弦106的声学性质的宽度及深度。

考虑到这些问题，许多弦乐器100采用多个拾音器108，以试图以经由拾音器108的磁及电方面将弦106运动捕获为电信号的方式提供多样性。图2显示实例吉他120弦乐器的一部分，所述弦乐器采用第一拾音器122及第二拾音器124来感测来自悬挂在吉他120的主体102上方的一或多根弦106的移动。经考虑，一或多个拾音器122/124可在如由分段音孔126表示的声学或中空主体吉他中利用。然而，各式各样的实施例涉及固定到实心或半空心吉他主体102的拾音器。

通过在吉他120中实施多个拾音器122/124，用户可选择拾音器122/124中的一或多个以在演奏弦106时处于活动状态。例如，选择器(例如按钮旋钮、杠杆或开关)可定位于吉他120上，以允许启动单个拾音器122或同时启动多个拾音器122/124。在图2展示的非限制性实例中，单线圈拾音器122由双线圈(humbucking)拾音器124补充，所述双线圈拾音器124提供从振动弦106转化为独特的再现声音的不同电及磁特性。注意，可替代地使用具有不同配置及/或声学捕获特性的两个或更多个单线圈拾音器。

尽管可在单个吉他120中采用任何数量及类型的拾音器，但如果拾音器定位为物理紧邻，那么拾音器的磁特征及电操作可能降级。因此，弦106下方的区域的物理大小可限制可利用来为用户提供声学选项的拾音器的数量。

因此，各式各样的实施例涉及经配置有多个可选线圈的单个拾音器，所述线圈为吉他用户提供更大的电、磁及声学控制。图3是可用于弦乐器(例如吉他、大提琴、小提琴、班卓琴或贝司)中的实例拾音器140的框图。拾音器140具有线轴142，所述线轴142将导电线(例如铜、铁、银或金)的线圈144定位以围绕多个极片146。经考虑，极片146由铁质材料(例如铁或钢)构造，其中一个极片146定位于乐器的每根弦近端并与其垂直对准，如图2所示。在另一实施例中，单个铁棒或层压铁结构可连续地延伸到乐器的所有弦下方并与其垂直对准。其它实施例可用具有定制的磁性质(例如强度及矫顽力)的一或多个磁体来替换铁极片或铁棒。

在双线圈配置中，如分段盒所展示，具有第二线轴148，所述第二线轴148将极片150与线圈152分离并定位极片150。一或多个磁体154可放置在线轴142/148之间，有时与一或多个间隔件或垫片156组合，使得一个线圈144的磁极性与另一个线圈152相反，且线轴组合件142/148不同相。经考虑，可选择双线圈拾音器配置的个别线轴142/148。因而，拾音器140可经配置以允许每一线轴142/148是组合的单拾音器或可选择的单线圈拾音器，从而以不同方式感测相邻弦106的运动。

图4说明根据各种实施例布置的实例弦乐器拾音器160的部分的部分分解线表示。拾音器160的分解方面展示如何将极片162固定在线轴164内，使得每一极片162位于弦106及线圈166的近端并与弦106及线圈166分离。线圈166由连续的电导线组成，所述电导线以均匀的张力围绕小于整个线轴164的线圈区域的周长连续地绕线轴164的周长缠绕预定次数(例如5000、5500或2500匝)。

如所展示，线轴164可固定到底板168，所述底板168可为线圈166的相应端170提供结构刚性及电接触端子。例如，线圈166的正端及负端可附接到底板168，以允许到选择器及/或输出(例如电缆插孔)的有效且可靠的电连接。图5显示以各种配置布线以提供来自振动弦106的不同声学印象的实例双线圈拾音器180的俯视图线表示。拾音器180具有通过磁体结构186与第二线轴184分离的第一线轴182。

在图5的非限制性实例中，每一线轴182/184具有单个导电线圈188，所述导电线圈188由具有第一端190及第二端192的连续导线组成。通过将第一线轴182的线圈188的第二端192连接到第二线轴184的线圈188的第一端190，如实心端子194所表示，线圈188串联连接，且由拾音器180产生的电信号将由于线圈188总体的阻抗而响应于弦运动生成不同的电信号流。经考虑，这样的电信号流可具有更显著的低及中可听频率、衰减频率，及人耳将从弦运动听到的内容的以其它方式改变的数字表示。

如分段端子196所示，连接每一线圈188的第一端190及每一线圈188的第二端192提供产生不同于串联布线配置的磁场的并联布线配置，此在生成的电信号流作为声音输出时，可产生不同的声音特性，例如更突出的更高的可听频率。虽然经考虑选择器可连接到拾音器180以允许启动串联或并联布线配置，但针对具有两个线轴182/184及线圈188的拾音器180选择两个不同磁场的能力在物理大小方面相对昂贵。因此，各种实施例涉及一种线圈及线轴组合件，所述线圈及线轴组合件为用户在单线轴拾音器或双线圈拾音器中提供更多的磁场选项，所述磁场选项与如何将弦运动捕获为电信号流的更多的多样性相对应。

图6传达根据一些实施例配置的实例线轴组合件200的线表示。线轴组合件200具有单个线轴主体202，所述线轴主体202物理接触并支撑多个弦极片204、绕线206及多个电导线端子208。经考虑，线轴主体202是不导电或不导磁的整体式组件或多个件的组合件。每一极片204是导磁的，且可与流过导电线的电流电分离或电连接。在一些实施例中，包括绕线206的线圈与一或多个极片204物理接触。

尽管绕线206可为连续的，以界定预定匝数的单个线圈，例如完全围绕线轴主体202的2500或5000个周向遍次，但可由线轴组合件200通过将线206的不同端部连接到相应端子而提供多个线圈。例如，第一导线206可从第一导电端子210连续延伸到第二导电端子212以形成第一线圈，且第二导线214可从第二端子212连续延伸到第三端子216以形成第二线圈。因此，单个线轴主体202同时支撑可经由端子210/212/216独立且同时启动的多个导线线圈。

在线轴主体202具备多个可选线圈的情况下，组合件202提供增加的信号生成、阻抗及磁场选项，而不占用乐器主体中的有价值的占用面积。注意，线轴组合件200可由两个以上的可选线圈构造。例如，三个线圈可经由四个单独的端子启动，或五个线圈可经由六个端子启动。经考虑，分接导线可从端子208延伸到导线206/214中的分接头，而非具有连接到共同端子的多个导线端。

图7是根据各式各样的实施例的采用多个同心导线线圈222及224的实例线轴组合件220的部分的俯视图线表示。如实线所示，第一线圈222绕线轴主体202的中心区段224缠绕且连接在两个分开的端子226与228之间。如分段线所示，第二线圈230与第一线圈222物理接触地缠绕且连接在两个分开的端子228与232之间，所述端子228及232可连接到第一线圈222，或可不连接到第一线圈222。相应线圈222/224可经配置以具有与端子208之间延伸的导线长度对应的匹配或不同的阻抗。因此，线圈222/224可具有与绕线轴主体202的匝数对应的不同或匹配的长度。

经考虑，线圈222/224可由不同材料、线规或导电性质构造。作为非限制性实例，第一线圈222具有5000匝且由铜构造，而第二线圈224具有2000匝且由银构造，以提供不同的电阻抗供用户选择。单个线轴组合件220中多个不同线圈的存在允许响应于乐器弦106的运动的至少四个可配置的阻抗及对应的磁场。也就是说，用户可选择单独的第一线圈222、单独的第二线圈224、串联连接的线圈222/224或经由由线轴主体202提供的各种端子并联连接的线圈222/224，以提供将弦106的运动转化为电信号流的不同方式。

图8描绘根据一些实施例的布置有多个线圈242及244的另一实例线轴组合件230的部分的线表示。如所展示，第一线圈242绕线轴主体202的厚度246的前半部分缠绕，而第二线圈244绕主体厚度246的后半部分缠绕。通过使用间隔件248(例如脊部、突出部或其它物理止挡)物理地分离线轴厚度246的不同部分上的线圈242/244，磁场及与产生电信号的相邻弦106运动的结果关系可不同于线圈242/244彼此物理接触的情况，例如组合件220的实例实施例。

线圈242/244的物理分离可对应于匹配的线圈配置。例如，线圈242/244可由相同的材料构造，且至少在公差范围内，例如在匝总量的5％或绕线总长度的2％内，绕主体202缠绕匹配匝数。线圈242/244的非常接近或精确的结构因为与多线圈242/244的绕线总长度较小的情况相比，电阻抗的变化更大而可提供更大范围的可定制的声学性质。经考虑，导线可穿过线轴主体202中的内腔，或以其它方式与另一线圈的导线电绝缘及/或磁绝缘，以到达定位于主体202底部上的端子226/228/232，此防止线圈在启动期间彼此物理碰触或干扰(电及/或磁)。

具有多个可选择线圈的线轴组合件可单独在弦乐器中采用。然而，一些实施例将一或多个线轴组合件与附加结构配对在一起。图9A到9C分别传达经布置用于双线圈操作的实例乐器拾音器260的各个方面的线表示，尽管当单个线轴组合件安装到弦乐器时非双线圈操作是可能的。拾音器260具有第一线轴组合件262(如图9A的侧视图所示)及第二线轴组合件264(如图9B所示)，其各物理地附接到共同底板266。与仅将线轴组合件262/264安装到乐器主体相比，底板266提供更高的结构刚度及电连接完整性。

图9B中所示的拾音器260的仰视图说明底板266如何还可提供电互连路径，以直接连接到从相应线轴组合件262/264延伸的端子或连接到物理上接触相应线轴组合件262/264的端子的各种板端子268。也就是说，底板266可由其自身的端子268组成，所述端子268与线轴端子接触，或可由孔隙组成，线轴端子在安装到底板266时延伸通过所述孔隙。

在其中底板266包括板端子268的非限制性实施例中，相应板端子268可物理地接触相应线轴端子208。不管底板266是否由板端子268组成，与不同线圈对应的端子的物理分离允许经由由至少一个支撑件270固定在适当位置的电互连启动线轴组合件262/264的一或多个线圈。注意，在操作中，相应线轴组合件262/264将各自旋转，使得电端子与对应的板端子268及极片272面物理接触，并与乐器弦106垂直对准，如图4及图5大体上所示。

相应线轴组合件262/264可用一或多个紧固件(例如铆钉、螺钉、销、突片或保持器)固定到底板266。经考虑，一或多个线轴组合件262/264安装在至少一个弹簧或其它悬架的顶部上，所述至少一个弹簧或其它悬架阻尼极片272的移动，并将极片272定位在与相应乐器弦的预定距离处。底板266还可用一或多个紧固件安装到弦乐器的主体或颈部，且可采用运动及/或振动阻尼悬架。

图9A到9C中所示的拾音器260的各式各样的视图说明相应线轴组合件262/264如何附接到底板266以提供单个整体式拾音器结构。图9C的俯视图展示每一线轴组合件262/264如何可包括多个导电线的同心线圈，如围绕相应线轴主体202的实心及分段导线路径所表示。

一旦拾音器与安装到底板266的线轴组合件262/264组装在一起，其中各种板端子268电连接到线轴端子208，那么用户可选择性地启动与在由拾音器260输出的电信号中所捕获的不同电阻抗、磁场及声学特性对应的各种线圈。在图9B所示的非限制性实例拾音器260配置中，端子276是第一线轴组合件262的第一线圈的起点，端子278连接到第一线轴组合件262的第一线圈及第二线圈，且端子280是第一线轴组合件262的第二线圈的末端。类似地，端子282是第二线轴组合件264的第一线圈的起点，端子284是第一线圈的末端及第二线轴组合件264的第二线圈的开端，且端子286是第二线轴组合件264的第二线圈的末端。

通过选择与第一线轴组合件262对应的三个板端子276/278/280或与第二线轴组合件264对应的端子282/284/286中的任意两个，不同数量的线圈及作为电阻器的导线长度接收产生不同磁场的电流，所述不同磁场对相邻弦106的振动及移动作出不同的响应，以在生成的电信号中产生不同的声学特性。图10A及10B分别显示图9A到9C的双线圈拾音器260的实例操作的示意图。在图10A中，第一线轴组合件262启动两个板端子274与276之间的单个线圈，且通过选择板端子280及282启动第二线轴组合件264的单个线圈。

通过选择板端子274及278，以由增加的第二线圈的导线绕组数量提供的更大电阻启动第一线轴组合件262的两个线圈。图10B的示范性电配置传达如何通过选择板端子274、278、280及284来同时启动每一线轴组合件262/264的多个线圈。因此，与各式各样的线轴端子208相关联的各种板端子268允许在每一连接的线轴组合件262/264中选择性地启动一或多个线圈。

作为双线圈线轴组合件262/264的结果，可选择九种不同的拾音器配置，每一者具有不同的阻抗、磁及声学性质，所述性质向用户提供不同的声学生成，而无需向乐器添加九个单独的单线圈线轴组合件。注意，各种线圈的选择可提供线轴组合件262/264之间的匹配或不匹配的电阻抗。选择性地利用不同电阻抗(例如100、500、1000或更大欧姆的阻抗差)的能力允许来自单个拾音器260的宽范围的有用声性质。

在一些实施例中，利用单个线轴组合件而不使用双线圈对应线轴组合件。这样的配置可采用底板266，或可不采用底板266，但可提供与转化为不同声学特性的不同磁性质对应的不同绕线线圈的选择性启动。不管拾音器的双线圈配置，使用具有多个线圈的线轴组合件允许取决于线圈的结构配置，对弦移动及振动转化为输出电信号的方式的精确或大改变。

尽管在前面的描述中已经阐述本发明的各种实施例的许多特性及优点，以及本发明的各种实施例的结构及功能的细节，但此详细描述只是说明性的，且尤其是在本发明的原理范围内的部件的结构及布置的事项上可进行细节的修改到由其中表达随附权利要求书的术语的宽泛一般含义所指示的完整程度。